基于ESP32驱动LAN8720以太网收发器

2024-08-26 16:20

本文主要是介绍基于ESP32驱动LAN8720以太网收发器,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

文章目录

  • 一、LAN8720A简介
  • 二、引脚说明
    • 芯片管脚配置
    • 示例演示

一、LAN8720A简介

  LAN8720A是低功耗的10/100M以太网PHY芯片,支持通过RMII接口和MAC层通信。它包含一个全双工10-BASE-T/100BASE-TX收发器,支持10Mbps和100Mbps操作。可以自动协商以自动确定最佳速度和双工操作模式。支持 HPAuto-MDIX 自动翻转功能,无需更换网线即可将连接更改为直连或交又连接。特性如下:

  1. 10/100M
  2. 支持RMII接口
  3. 支持全双工和半双工
  4. 使用外部25M晶振,LAN8720A内部集成 PLL可以将25M倍频到50MHz参考时钟给MAC层使用
  5. 支持自协商模式 支持HPAuto-MDIX自动翻转
  6. 支持SMI串行管理接口

LAN8720A内部框图:

LAN8720A系统框图:左边10/100M网络控制器。 右边的RJ45就是网口。 下边框图说明需要一个外部晶振。

二、引脚说明

引脚描述
TX1PHY收发器发送的两位数据第1位数据发送引脚
NC不连接
TX_EN数据发送使能指示TXD[1:0]上存在有效的发送数据,用于控制发送数据的使能
TX0PHY收发器发送的两位数据第0位数据发送引脚
RX0PHY收发器接收的两位数据第0位数据接收引脚
RX1PHY收发器接收的两位数据第1位数据接收引脚
nINT/RETCLK中断输出低有效/参考时钟信号輸出
CRS载波侦听/接收数据有效,用于指示是否检测到网络上的载波
MDIO串行管理接口的输入输出引脚,用于读写PHY寄存器
MDC串行管理接口的时钟引脚,用于同步数据传输
VCC3.3V

芯片管脚配置

PHY地址配置:PHYAD[0]引脚用于配置 SMI通信的 LAN8720A 地址,在芯片内部该引脚已经自带下拉电阻,默认认为 0(即外部悬空不接),在系统上电时会检测该引脚获取得到 LAN8720A的地址为 0 或者 1,并保存在特殊模式寄存器(R18)的 PHYAD位中,该寄存器的 PHYAD有 5个位,在需要超过 2个 LAN8720A 时可以通过软件设置不同 SMI通信地址。模块的硬件设计PHYAD[0]引脚默认上拉到高电平,即PHY address为1。

nINT/REFCLKO参考时钟配置:配置REF_CLK输入模式(nINT)和REF_CLK输出模式。配置模式决定了nINT/REFCLKO引脚的功能。nINTSEL配置带锁定在POR和nRST的上升沿。默认情况下,nINTSEL通过内部上拉电阻器配置为nINT模式。

当 nINTSEL引脚为低电平时,REF_CLK输出模式,设备会倍频到50MHz RMII REF_CLK,nINT中断不可用。REF_CLK输出模式允许使用低成本的25MHz晶体作为REF_CLK的参考。这种配置可能会降低系统成本。

当 nINTSEL引脚为高电平时,50MHz REF_CLK在XTAL1/CLKIN引脚上被驱动。即需要外部提供50MHz参考时钟给CLKIN引脚。

MODE[2:0]模式配置:选择网络通信速率和工作模式,可选10Mbps 或 100Mbps 通信速度,半双工或全双工工作模式。将MODE引脚都设置为1,让 LAN8720A 启动自适应功能,它会自动寻找最优工作方式。其中,复用引脚如下:

配置MODE[2:0] 引脚,支持以下几种模式:

REGOFF内部+1.2V稳压器配置:配置是否使用内部稳压器,当REGOFF引脚为高电平时选择外部+1.2V稳压器,通过VDDCR引脚输入+1.2V 电压提供。当REGOFF引脚为低电平时选择内部+1.2V稳压器。注意,由于REGOFF与 LED1 引脚复用,必须适当考虑LED的极性。模块的VDDCR引脚位置如下:

示例演示

  1. 引脚接线
ESP32LAN8720模块
GPIO21TX_EN
GPIO19TX0
GPIO22TX1
GPIO25RX0
GPIO26RX1
GPIO27CRS
GPIO23MDC
GPIO18MDIO
  1. 示例代码
#include <ETH.h> //引用以使用ETH
#include <WiFiUdp.h> #define ETH_ADDR        1
#define ETH_POWER_PIN  -1
#define ETH_MDC_PIN    23
#define ETH_MDIO_PIN   18
#define ETH_TYPE       ETH_PHY_LAN8720
#define ETH_CLK_MODE   ETH_CLOCK_GPIO17_OUTWiFiUDP Udp;                      //创建UDP对象
unsigned int localUdpPort = 2333; //本地端口号void setup()
{Serial.begin(115200);Serial.println();ETH.begin(ETH_ADDR, ETH_POWER_PIN, ETH_MDC_PIN, ETH_MDIO_PIN, ETH_TYPE, ETH_CLK_MODE); //启用ETHwhile(!((uint32_t)ETH.localIP())) //等待获取到IP{}Serial.println("Connected");Serial.print("IP Address:");Serial.println(ETH.localIP());Udp.begin(localUdpPort); //启用UDP监听以接收数据
}void loop()
{int packetSize = Udp.parsePacket(); //获取当前队首数据包长度if (packetSize)                     //如果有数据可用{char buf[packetSize];Udp.read(buf, packetSize); //读取当前包数据Serial.println();Serial.print("Received: ");Serial.println(buf);Serial.print("From IP: ");Serial.println(Udp.remoteIP());Serial.print("From Port: ");Serial.println(Udp.remotePort());Udp.beginPacket(Udp.remoteIP(), Udp.remotePort()); //准备发送数据Udp.print("Received: ");    //复制数据到发送缓存Udp.write((const uint8_t*)buf, packetSize); //复制数据到发送缓存Udp.endPacket();            //发送数据}
}
  1. 示例结果

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